Робочий аркуш «Теплообмінники (LMTD)» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Теплообмінники (LMTD)»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Новий робочий аркушТренуватися онлайн з підказками

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
довжинаT155 °C75 °C100 °C30 °CΔT₁ΔT₂протитечія

У протитечійному теплообміннику гарячий теплоносій охолоджується з 155 до 75 °C, а холодний нагрівається з 30 до 100 °C. Знайдіть середньологарифмічну різницю температур ΔTlm.

Th: 155 → 75 °CTc: 30 → 100 °C
ΔTlm = K
2.Легка

У теплообміннику нагрівається гліколева суміш (2,5 kg/s, cp = 3,6 kJ/(kg·K)) від 10 до 60 °C. Знайдіть тепловий потік Q̇.

ṁ = 2,5 kg/scp = 3,6 kJ/(kg·K)T: 10 → 60 °C
Q̇ = kW
3.Середня
довжинаT125 °C45 °C60 °C15 °CΔT₁ΔT₂протитечія

Кожухотрубний теплообмінник (один хід у міжтрубному просторі, два ходи в трубах) має передавати 640 kW. Гарячий теплоносій охолоджується від 125 до 45 °C, а холодний нагрівається від 15 до 60 °C. Поправковий коефіцієнт до LMTD для цієї схеми F = 0,8, а U = 300 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Q̇ = 640 kWF = 0,8U = 300 W/(m²·K)Th: 125 → 45 °CTc: 15 → 60 °C
A = m²
4.Середня
довжинаT120 °C25 °C105 °CΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

У конденсаторі пара конденсується за сталої температури 120 °C на зовнішній поверхні труб. Охолоджувальна вода (5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) тече трубами й нагрівається від 25 до 105 °C. Коефіцієнт теплопередачі 1500 W/(m²·K). Знайдіть потрібну площу теплообміну A.

Ts = 120 °Cṁ = 5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 25 → 105 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
5.Складна
довжинаT130 °C15 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 130 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 2,5 m² і U = 3000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (3 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 15 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 130 °CA = 2,5 m²U = 3000 W/(m²·K)ṁ = 3 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °C
Tc,out = °C
6.Складна
довжинаT110 °C25 °C?ΔT₁ΔT₂пара, що конденсується

Пара конденсується за сталої температури 110 °C на зовнішній поверхні труб конденсатора з площею теплообміну 4 m² і U = 1000 W/(m²·K). Охолоджувальна вода (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) входить у труби при 25 °C. Знайдіть температуру води на виході Tc,out.

Ts = 110 °CA = 4 m²U = 1000 W/(m²·K)ṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °C
Tc,out = °C

Ключ відповідей

  1. 1. ΔTlm = 49,83 K
  2. 2. Q̇ = 450 kW
  3. 3. A = 58,91 m²
  4. 4. A = 25,72 m²
  5. 5. Tc,out = 66,77 °C
  6. 6. Tc,out = 97,46 °C

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.